格林巴利综合症的病因目前尚未完全明确，但一般认为与感染和自身免疫反应密切相关。约60%的患者在发病前1~3周有上呼吸道或消化道感染史，比如空肠弯曲菌感染，它可能引发免疫反应攻击周围神经。
感染因素相关
病毒感染： 巨细胞病毒、EB病毒、水痘-带状疱疹病毒等都可能是诱因。例如，巨细胞病毒感染后，人体免疫系统可能误将周围神经成分当作外来病原体进行攻击，从而引发格林巴利综合症。细菌感染： 空肠弯曲菌是较为常见的引发格林巴利综合症的细菌，约1/3的格林巴利综合症患者发病前有空肠弯曲菌感染史，它的某些菌体成分与周围神经髓鞘成分相似，人体针对细菌的免疫反应会交叉攻击神经髓鞘。
自身免疫因素相关
体液免疫主导： 患者体内会产生多种自身抗体，攻击周围神经的髓鞘。比如抗神经节苷脂抗体，它会破坏神经髓鞘的正常结构和功能，影响神经冲动的传导。细胞免疫参与： T淋巴细胞等免疫细胞也会参与到对神经组织的损伤过程中。它们可能识别了被病原体感染或发生改变的神经细胞，进而启动免疫攻击，导致神经炎症和脱髓鞘改变。
其他可能相关因素
疫苗接种： 有研究发现，某些疫苗接种后可能会增加格林巴利综合症的发病风险。例如流感疫苗接种后，个别人群可能出现免疫反应异常，引发格林巴利综合症，但这种情况相对较为罕见。遗传易感性： 部分人群可能存在遗传易感性，在相同的感染等诱因下，相比其他人更容易发生格林巴利综合症。不过目前关于具体的遗传关联机制还在进一步研究中。